Evolution of Safeguards and Nuclear

Nonproliferation Technologies in Japanese Nuclear Fuel Cycle

Y.Kuno

• TASTEX（Tokai Advanced Safeguards Technique Exercise） 1978～1981 Development of Safeguards Techniques for Tokai Reprocessing Plant by Japan, US, France, IAEA • HSP （HEXAPARTITE, Hex Partite SG Project） 1980～1983 Development of safeguards approach for Centrifuge

Enrichment Facility by Japan, US, UK, Germany, Holland, Australia, IAEA, EURTAOM

• LASCAR （Large Scale Reprocessing Plant Safeguards ) 1988～1992 Technical forum to discuss safeguards approach for

large scale reprocessing plant by Japan, US, UK, France, Germany, Holland, Australia, IAEA, EURTAOM

External Events Resulting in Promotion of Safeguards

Technologies Development for Nuclear Fuel Cycle

核燃料サイクルの保障措置技術開発推進に繋がった外的イベント

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Development of Safeguards Technologies for Reprocessing Plant

再処理に係る保障措置技術開発

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Recycle Equipments Test Facility

Tokai Reprocessing Plant (TRP)

Safeguards System

TRP Improvement Plan

Discussion with IAEA and US

SRD

Plutonium Conversion Development Facility (PCDF)

TAMS

TASTEX

SMMS HMMS/VWCC

Safeguards System

HBAS/WDAS/BBAS

Dry reprocessing

iPCAS

Physical Model Reprocessing Waste

OSL cooperation

Xe measurement, LASW measurement, Pulse filter measurement

K-edge、NRTA

HMMS Rokkasho Reprocessing

Plant

Upgrade of HBAS

LASCAR

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Spectrophotometery

Safeguards Equipment at TRP and PCDF

Solution monitoring

Camera for fuel storage

燃料貯蔵監視カメラ

Camera for fuel transfer 燃料移送監視カメラ

Hulls monitoring ハルモニター

Tank monitoringタンクモニタリング

Vitrified waste monitoring

Hold-up measurement 滞留測定系

MOX canister measurement MOXキャニスター測定系

Camera for vitrified wasteガラス固化体監視カメラ

Solution monitoring溶液モニタリング

Inventory sample counter Waste drum measurement廃棄ドラム測定系

K-edge Densitometer Kエッジ濃度測定

機 Camera for MOX canister MOXカメラ

東海再処理施設・プルトニウム転換施設における保障措置機器等

Safeguards for Rokkasho Reprocessing Plant 六ヶ所再処理工場の保障措置

• DIQ/DIV (Design Information Questionnaire /Verification) 設計情報検認 • Dual C/S（Containment / Surveillance; Cameras, Radiation Detectors）封込め監視 • Process Monitoring （Hull Monitoring, Solution Monitoring, Process Inventory

Measurement System etc） プロセスモニター（ハル・溶液移送・プロセス在庫用） • NRTA (Near Real Time Accountancy) ニア・リアルタイム(近実時間）計量法 • Unattended Mode Inspection, Centralized Collection of Inspection Data 非立会

モード査察、中央査察データ集約 • Various NDAs (Non-destructive Assays) さまざまな非破壊測定系 • Advanced Accountancy System 先進的な計量システム • On-Site-Laboratory (Rapid Verification Measurement) オンサイト査察分析所

Main process

Waste

Head-end

MOX Conversion

Product Storage

On-Site-Laboratory with Automated Sampling System

PIMS on Glove Boxes Camera/Radiation of IHVS

3D laser scanning device for DIV

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Development of Safeguards Technologies for MOX Fabrication Facilities

MOX燃料製造施設に係る保障措置技術開発

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

PPFF

Discussion with IAEA and US

Safeguards System

PFPF Holdup

WCAS, SBAS RMS, ENMC, Spike

ATR process

ENMC

Discussion with IAEA and US

JMOX

GUAM

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FAAS (Fuel Assembly Measurement System燃

料集合体測定システム) Advanced Containment and Surveillance Unattended Verification System 先進封じ込め監視システム / 非立会い検認

Near Real Time Accountancy 近実時間計量 Non Destructive Assay System 非破壊分析

INPUT OUTPUT

SBAS (Hold-up Measurement System滞留プルトニウ

ム測定システム)

WDAS (Waste Drum Measurement System

廃棄物ドラム測定システム)

Feed Storage Process Product Storage

Advanced Accountancy System先進計量システム

PCAS (Plutonium Canister

Measurement System プルトニウムキャニスタ

ー測定システム)

Unattended Verification System and Material Accountancy System at JAEA-PFPF

JAEA-プルトニウム燃料製造施設における計量管理システムおよび非立会い検認システム

6

Further evolution for J-MOX iPCAS（改良プルトニウム キャニスター測定システム）

AVIS (先進インベントリー試料検認システム）

グローブボックス内非立会い測定・モニタリングシステム •Continuous holdup monitoring for Pu mass • Also, verifies absence of activity

GUAM

Another equipment

AMAGB, FPAS, FAAS etc.

JMOX施設のための更なる保障措置測定技術の進化

8

Initially charged Pu-239 > 50% (初期Pu239は50%以上） Pu-239 at discharge < 10% (最終的Pu239は10%以下）

C. Rodriguez, et al.: Nuclear Engineering and Design 222 (2003)

Deep-Burn of TRISO Fuel at HTGR 高温ガス炉によりTRISO燃料を用いた高燃焼

（90 ~ 120 GWD/MT）

Potential Techniques for Future Pu Burn/Consumption プルトニウムの非常に高い燃焼/消費の可能性のある技術

Example

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Future Needs to Improve Safeguards and Nuclear Nonproliferation Technologies in NFC

核燃料サイクルにおける保障措置技術・核不拡散技術改良ニーズ

• Continue to pursue more effective and efficient measurement and C/S systems • Improvement and more applications of unattended measurement and monitoring

technologies • Develop Proliferation Resistant Fuel Cycle Technologies (PRFCTs) to facilitate

long-term Pu management • SBD for the new PRFCTs • Maintain and improve quality of operator and inspector’s measurement / analysis

systems • Pursue further co-operations in SSAC • Development of accountancy/safeguards concept and measurement

technologies for Fukushima Daiichi Power Plants

• より効果的・効率的な測定および封込め監視技術の開発の継続 • 非立会い測定、リモートモニタリング技術の改良と更なる適用拡大 • 長期的観点でのプルトニウム取扱いを容易にする核拡散抵抗性の高い核燃料サイク

ルの開発 • 施設側/査察側の測定・分析の品質維持向上 • 国内計量管理システムおける更なる協力 • 福島第一原子力発電所の計量・保障措置の概念および測定技術の開発